JPS5892832A - 旋光計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光源と検出器との間に、前記光源からの光を
直線偏光する偏光子と、この偏光子に対して偏光面が９
０°異なる検光子とを設けると共に、これら偏光子、検
光子間にファラデーセル及び試料セルを設け、検光子を
透過した光を検出器で受光して試料の旋光度を測定する
ようにした旋光針に関する。

例えは、糖度の測定には、検光子を固定的に設けておき
、偏光子を透過（た光が試料セル内の試料により旋光さ
れ、その旋光により偏位した５５．分の光か検光子を透
過して検出器に受光さね、これによる検出器出力（検光
子の透過光蓋に相当する奄気伯号）が最小（基本波成分
において零）となるように、ファラデーセルに電流を流
し、その電流量とファラデーセルによる偏光面回転角度
とか比例することを利用して、ファラデーセルに流した
電流値から試料の旋光角を測定するようにした旋光針が
用いられている。

しかし、これによる場合は、ファラデーセルに供給し得
る篭流鰍には、実用上自ずと限界かあるので、ファラデ
ーセルによる偏光向の回転角度の上限が小さく、その結
果、測定可能な旋光度は、θ〜±１°といった極く狭い
範囲に限られることになる。

このような欠点を解消し得る旋光針としては、仄の２つ
か既に知られている。

■　その１つは、検光子を回転自在に設け、光源からの
光か試料セル内の試料及び検光子を経て検出器に入射し
た際の検出器出力が最小となるように検光子を回転させ
、この回転角度から試料の旋光角を測定する旋光針であ
る。

向、この場合、ファラデーセルは、原理的には不必賛で
あるか、偏光子による偏光面を振動させて検光子の回転
角度測定の基準となる中心点を求めるために使用されて
いる。

しかし、この旋光針においては、検光子の機械的な回転
連動を伴うか故に、応答性か悪く、その上、機構か複雑
で高価なものになるはかりでなく、測定精度か検出器回
転機構の機械的精度に依存し、高精茨の測定結果は期待
できない。

＠　他の１つは、ダブルビーム型分光器のアタッチメン
トとして換作された旋光針であって、一方の光路中に偏
光子と試料セルと偏光向が前記偏光子に対して正方向に
一定角度（＋α）をなす検光子を、他方の光路中には偏
光子と試料セルと偏光面か前記偏光子に対して負方向に
一定角度（−α）をなす検光子を夫々設置し、これら２
個の検光子を透過した光を検出器で検出して２つの測定
信号を収り出し、２つの測定信号の比から試料の旋光角
を算出するように構成したもの、あるいは、１つの偏光
子に対して→αと−αの角度に直かれた２つの検光子と
、１つの試料セルと、かｊ記偏光子及び試料セルを通過
した光か２つの検光テを通るように光束を２光路に分割
する手段とを備え、前述した場合と同様に、２つの測定
信号を取り出し、その比から試料の旋光度を算出する専
用の旋光針である。

これらの旋光針は、検光子を同転させずに、検出器出力
を直接、演算処１理するという純電気的な測定方式であ
るため、応答性がよく、かつ、複雑な回転機構を８姿と
しない等の長所を有している反向、次のような欠点かあ
る。

即ち、試料セル内に試料ｉ入れ、検光子を透過した光を
検出器に入射させ、検出器から電気信号を出力させる場
合、試料セル内では試料による光の吸収や散乱かあるの
で、検光子の透過光量（光の強さ）は、これらの誤差因
子を含み、試料による偏光面の回転角（旋光角）に正偽
に対応してはいない。また、検出器出力には、検出器以
降のアンプ糸のオフセットによる出力か菫費される。

ところか、上記のように、２つの測定信号の比から試料
による偏光向の回転角を算出する場合、試料の吸収によ
る影曽は除去できるか、試料による散乱光やアンプ系の
オフセットのズレによる影曽については全く消去できす
、烏精度の測定を行なえないのである。

以上の従来欠点に販み、本発明は、応答性か良く、複雑
な回転機構を要しないといった長所を有する純電気的測
定方式を採用しているにも拘らず、試料の吸収による影
響は勿論、純電気的測定方式において特に間融となって
いた誤差因子、つまり、試料による散乱光やアンプ糸の
オフセットのズレによる悪影響を原理的に消去し、旋光
度を精度良く測定できるようにした旋光針を提供するも
のである。

以下、本発明の実施例を図面に基ついて説明す　。

る。

第１図は、本発明に係る旋光針の構成を示す。

図において、１は光源、２はレンズ、３は単色化フィル
タ、４は光１１！３！１からの光を直線偏光する偏光子
、５はファラデーセル、６は試料セル、７は検光子であ
り、偏光子４と検光子７は、それらによる偏光面か互い
に直交するように設置されている。８は検出器、９は烏
圧電源、１０はロリ記ファラデーセル５に交番電流ｉα
、ｉｏ、ｉβを流し、この交番電流ｉα、ｉｏ、ｉβと
同期させて得た検出器８からの３つの出力信号ｌθ、ｌ
α、１βを、後述する式により演算処理して試料の旋光
角θを求める演算処理装飯の一例であるコンピュータ、
１１．１２はアンプである。

次に、上記の４１１Ｂ成による作用について詳述する。

偏光子４と検光子７は、偏光向か直交してＧ〜るので、
試料セル６内に試料か入っていないときは、試料による
偏光面の回転角θは零であり、光が検光子７を透過しな
いので、検出器８からの出力Ｉθは零である。

この状態で、ファラデーセル５に、第３図のような交番
ζ流を流すと、その電流値ｉα、−ｉβに対応するＭｉ
α、βたけ、偏光子４によって直線偏光された偏光面か
正方向と負方向（第２図の時計回り方向と反時計回り方
向）に振動（回転）させら（るため、回転角度に対応す
る光が検光子７を透過し、検出器８は、これに対応する
電気信号Ｉα、Ｉβを出力する。

従って、試料セル６内に試料を入れると、偏光す４によ
る偏光面か試料によって回転（＆光）されるので、検出
器８か電気信号Ｉθを出力し、且つ、試料によって回転
された偏光面を基準にしてファラデーセル５か偏光子４
による偏光向を振動させることになり、この振動に起因
萱る電気信号１α、ｌβを出力する。

こｔ［らの出力ｌσ、ｌα、Ｉβは、交番電流、試料に
よる吸収及び散乱光、アンプ糸のオフセット分を考慮す
ると、次のように表わすことかできる。

ｌθ　　＝　　２　・　１　　ｓｌｎ　　　θ＋Ｃ・・
・彎・・・・・・・・・・・・・・（イｌＩα　　＝　
　３　・　１ｓｌｎ（θ→ａ）叶Ｃ・・・・・・・・・
・・・・・・・・・（ロ）ｌβ＝ａ−１ｓｌｎ（θ→β
）＋（・・・・・・・・・・・・・・・・・・（ハ）ａ
：試料の透過率で０〜１ １：偏光子と検光子の偏光面をヰ行にし、試料を入れな
いときの検出器からのａカ（即ち、試料セルに入る光の
強さである。）Ｃ：散乱光及びアンプ系のオフセットに
よる出力 α、β：交番亀流ｉα、−１βのときのファラデーセル
による偏光向の回転角度であり、θ〜数度の範囲で一定
とする。また、α−βとなるようにｉα、１βを選定し
てもよい。

交番電流ｉα、ｉｏ、ｉβと同期させて上記の３つの信
号Ｉα、ｌθ、ｌβを検出器８から出力させ、これらを
各々演算処理装に１０へ人力する。

削算処理装置１１１０内では、 （１）式に、上記（イ）、（口１．（ハ）を代入すると
、Ｃか消去され、 となる。α、βか既知であり、また技は（１）式より求
まるので１．試料による旋光角θを求めることかできる
。

また、α−βとなるようにｉα、ｉβを設定すれは、θ
−０’０１）とき、ｌα＝Ｉβとなる。

左旋性、右旋性の判定は、ｌα、ｌβの大小を比較する
ことによって行なうことかでき、■・β〉ｌαとなった
ときは、（１）式を ｌβ−１６ とすることにより、上記と同線に旋光角θを求めること
かで、きる。

向、θかＯに近い程、検光子７を透過する光緻か少なく
なり、検出器８からの出力か小さくなる。

このため、図示の実施例においては、Ｉα叉（まＩβの
大きい方の出力かある一定値になるように、検出器８の
高圧電源９を自動コントロールし、旋１四角の邂いによ
る演算精度の差をなくづよう（こ栖成しである。

以上のように、本発明は、光源と検出器との間に、前記
光源からの光を直線偏光する偏光子と、この偏光子に対
して偏光向か９０°異なる検光子と、これら偏光子、検
光千間に位置するファラデーセル及び試料セルとを設け
、前記ファラデーセルーこ交番電流ｉα、　ｉ　ｏ　、
　ｉβを流し、この交番電流−ｉα。

ｉｏ、ｉβと同期させて得た前記検出器による３つの出
力信号Ｉθ＊ｌａ＋ｌβに基づいて、次式の演算を行な
い、試料の旋光角θを求める舗算処理装厘を設けたので
、冒頭に述べた従来欠点を一種し得たのである。

即ち、検光子を回転させずに、検比器より出力される３
つの信号を演算処理して旋光角を求める純電気的測定方
式であるため、応答性か良く、且つ、複雑な１転機構を
必要とせす、測定精度か回転機構の機械的精度に依存し
ないで済むといった純−魚釣測定方式による長所を自゛
しているばかりでな（、従来、この樋の方式において問
題とされた試料の散乱光や□アンプ系のオフセットのズ
レによる悪影智が原理的にｌＦ４去され、非常に精度良
くに定できるに至ったのである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の冥施例を示し、第１図は旋光肚の摘戚図
、第２図は作用図、第３図は交釜亀流の一例を示すダイ
ヤグラムである。／ ｌ・・・光源、４・・・偏光子、５・・・□ファラデー
セル、６・・・試料セル、７・・・検光子、８・・・検
出器、１０・・・隈算処理ｉｋ０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光源と検出器との間に、前記光源からの光を直線偏光す
   る偏光子と、この偏光子に対して偏光面か９０°異なる
   検光子と、これら倫光子、検光子間に位置するファラデ
   ーセル及び試料セル七を設け、前記ファラデーセルに交
   番電流ｉα、ｉｏ、ｉβを流し、この交番電流ｉα、ｉ
   ｏ、ｉβと同期させて得た１記検出器による３つの出力
   信号ｌθ、ｌα、ｌβに基ついて、次式 の漬算を行ない、試料の廊光角θを求めるようにした演
   算処理装置を設けてなる旋光針。